Cu—Zn—Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行发对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群。     

Cu－Zn－Al合金中马氏体和贝氏体浮突的原子力显微镜研究

首次采用原子力显微镜（ＡＦＭ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的马氏体浮突和贝氏体浮突进行了定量观测。在此基础上，将ＡＦＭ的测量结果与马氏体相变表象理论（ＰＴＭＣ）进行了对比，发现马氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论相符合，而贝氏体浮突角与ＰＴＭＣ理论不符合，说明贝氏体相变机制与马氏体不同，不可能是切变机制；同时发现贝氏体浮突是一组贝氏体亚单元所造成的浮突组成的浮突群     

Cu—Zn—Al合金贝氏体及马氏体表面浮突的扫描隧道显微镜研究

首次用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察了ＣｕＺｎＡｌ合金的贝氏体和马氏体表面浮突，发现贝氏体浮突是由许多亚单元组成的浮突群，单个亚单元浮突呈“Ｖ”型，不同于马氏体相变不变平面应变的“Ｎ”型浮突，从而说明贝氏体不可能切变形成。同时在实验结果的基础上，提出了贝氏体激发形核－台阶生长的形成机制     

扫描隧道显微镜研究Cu－Zn－Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成，进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础。在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

扫描隧道显微镜研究Cu—Zn—Al合金中贝氏体及其浮突

用扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）在大气中研究了Ｃｕ－２７．２Ｚｎ－４．７Ａｌ合金中贝氏体的精细结构及浮突形态。在浮突和腐蚀后的组织上都发现，Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中的贝氏体确是由亚片条和亚单元所组成。进而为贝氏体相变机制的深入研究提供了重要实验基础，在此基础上给出了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的结构模型。     

Fe—C—Si—Mn合金中贝氏体表面浮突的精细结构

用扫描隧道显微镜对Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｍｎ合金中的下贝氏体浮突进行了观察研究。发现用透射显微镜观察到的最小结构单元－－亚单元是由更小的超亚单元组成的。超亚单元的浮突为“帐篷”型,而非不变平观应变型,表明它不是切变形成;超亚单元的浮突高度为６０－１４０ｎｍ,最大形状变型量约为０．２３,贝氏体的多层次结构以及合金元素Ｃ和Ｓｉ对它的影响可用激发形核－台阶生长机制来解释。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

Cu－Zn－Al合金贝氏体组织的扫描隧道显微镜研究

首次在大气环境下采用扫描隧道显微镜ＳＴＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体组织进行了研究，在贝氏体内部观察到以前从未发现的精细组织结构－亚单元。亚单元形状规则，其表面存在结构起伏。     

Cu—Zn—Al合金贝氏体组织的扫描隧道显微镜研究

首次在大气环境下采用扫描隧道显微镜ＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的贝氏体组织进行了研究，在贝氏体内部观察到以前从未发现的精细组织结构－亚单元。亚单元形状规则，其表面存在结构起伏。     

贝氏体精细结构的透射电镜观察

使用ＴＥＭ研究了钢中贝氏体的精细结构、碳化物形貌及分布和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金中贝氏体的形貌。采用ＨＲＥＭ观察了Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金的界面结构台阶和晶面晶格像。结果表明：加入微量元素可以使贝氏体铁素体组织明显细化。贝氏体铁素体由亚单元或亚块组成，碳化物形貌这五，分布在条间、片内和亚块边界。贝氏体铁素体内有大量的精细组织。Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金初生贝氏体有台阶存在，界面结构台阶高度３－４０ｎｍ，相当于１     

三评马氏体相变的切变机制

从热力学、晶体学、表面浮凸等方面逐一对切变机制进行了理论探讨及试验观察分析,从多角度、多方面综合分析了马氏体切变机制存在的缺陷。研究发现马氏体相变的切变机制缺陷:①各种晶体学切变模型的切变过程需要极大的切变能量,在208~320 kJ/mo之l间,为相变驱动力所不及。切变机制的相变阻力太大,约2.335 kJ/mol,相变驱动力难以克服相变阻力完成切变过程;②各种晶体学切变模型均与实际不符;③表面浮凸是试样表面的过冷奥氏体转变产物的一种普遍表象,马氏体表面浮凸跟珠光体、贝氏体的浮凸比较,没有特殊之处,呈帐篷形,不具备切变特征。表面预先划痕在马氏体形成后出现断裂、弯曲,并非连续的折线,呈非N形。马氏体切变机制应予摈弃,建立马氏体相变新机制。     

Fe-15Ni-0.6C合金马氏体浮凸及相变新机制

对预先抛光的Fe-15Ni-0.6C合金试样进行真空热处理,随后用Nano First-1000型扫描隧道显微镜和QUANTA-400型环境扫描电镜对未经浸蚀的试样进行观察分析,发现,Fe-15Ni-0.6C合金马氏体片的浮凸为帐篷形（∧型）,浮凸最高高度为43~96 nm。分析认为,马氏体表面浮凸是由于过冷奥氏体转变为马氏体时比体积增大、体积膨胀造成的,而非切变所致。对浮凸高度进行了理论计算,结果表明,马氏体线膨胀量比实测的浮凸高度大,计算的浮凸平均高度为162 nm,是膨胀过程受阻所致。浮凸非N形,是帐篷形,不具备切变特征,马氏体的切变机制缺乏实验依据,也与实际不符。提出了马氏体相变新机制。     

SYSTEMETIC VIE WPOINTS ON BAINITE FORMATION MECHANISM

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｕｒｉｎｇｌａｓｔｓｅｖｅｒａｌｄｅｃａｄｅｓｍｕｃｈａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓｈａｓｂｅｅｎｏｂｔａｉｎｅｄｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙｍａｎｙｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ,ｂｕｔｓｏｍｅｄｉｓａｇｒｅｅｍｅｎｔｓｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｔｉｌｌｒｅｍａｉｎ〔１４〕．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｒｅｖｉｅｗｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅｃｅｎｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｂａｉｎｉｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉ…     

含铜钢奥氏体连续冷却组织转变特性的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位动态观察的方法,通过对动态视场下马氏体浮凸和贝氏体浮凸的鉴别,研究了含铜钢奥氏体连续冷却过程中的组织转变规律和相变点测定方法。结果表明,冷却速度由5 ℃/s升至20 ℃/s,试样的组织逐渐由贝氏体变为板条马氏体。HT-CLSM动态观察过程中,贝氏体形成速度慢,生长过程中伴有“互锁”现象,产生的浮凸较浅;随着冷速的升高,产生的马氏体浮凸有爆发性和阶段性趋势,多为成束状平行分布,且马氏体浮凸较深。当冷却速率为20 ℃/s时,动态观察下以成束马氏体形成为判据,测得Ms点为447.6 ℃,室温下组织为板条马氏体,显微硬度达到301 HV10,与其他方法测定结果相近。     

贝氏体相变简介

钢、有色合金和一些陶瓷材料中都存在贝氏体相变。贝氏体钢正成为有益的工程材料。总结评述切变学派和扩散学派作者们以形貌、动力学或晶体学对贝氏体相变机制所持的论点。钢中贝氏体相变以过饱和铁素体开始形成之说迄未得到支持。一些实验已发现替代（置换）型合金元素在相界面上的偏聚,并以此所呈现的拖曳效应说明相变的不完全现象,切变学者以切变机制来解释这个现象,但此现象不是钢中贝氏体相变的普遍情况。贝氏体形成时呈现帐篷形浮突,不具不变平面应变特征;有时马氏体相变晶体学表象理论能近似地应用于贝氏体相变晶体学,但不能以此来判定其相变机制为扩散或切变。溶质拖曳效应以及高分辨电镜对相界面结构实验、热力学研究、磁场和应力场对贝氏体相变影响以及一些预相变现象都确证贝氏体相变籍扩散机制进行。本文作者定义贝氏体为：在Ms温度以上,经扩散相变的产物,多呈片状,形成时会在自由表面上呈现帐篷形浮突。提出贝氏体相变机制进一步研究和应用的展望。     

锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体精细结构的研究

利用原子力显微镜（AFM）、扫描隧道显微镜（STM）、透射电子显微镜（TEM）、光学显微镜（OM）等分析手段对锰硅系贝氏体／马氏体复相钢中贝氏体的结构进行了研究。观察到氏碳锰硅钢中的贝氏体组织由亚片条、亚单元组成,利用原子力显微镜（AFM）及透射电子显微镜（TEM）在贝氏体单元中发现有以残余奥氏体膜为分界面的精细结构的存在。观测结果可用贝氏体相变的激发形核－台阶长大机制做合理解释,为锰硅系贝氏体／马氏体复相钢的合金组织设计、组织结构和性能关系的研究提提供了实验依据。     

板条M/B组织对低碳马氏体钢强韧性的影响

采用ANSYS有限元模拟、彩色金相技术并利用背散射电子衍射(EBSD)的方法分析板条M/B混合组织对10CrNi5Mo低碳马氏体钢强韧性的影响。结果表明,特厚板厚度方向各部位冶金质量差别很小。淬火冷却条件下,钢板表面获得单一马氏体组织,1/4部位和心部得到板条M/B混合组织。板条M/B混合组织较单一马氏体组织具有更小的亚结构和更长的大角晶界是造成心部获得优良低温韧性的原因。板条M/B混合组织能显著提高10CrNi5Mo钢的低温韧性,降低韧脆转变温度,但对强度影响不明显。     

贝氏体相变的过渡性

应用系统科学理论分析讨论了贝氏体相变的过渡性。认为，中温区的贝氏体相变带有珠光体分解和马氏体相变的双重特征，具有过渡性。上贝氏体转变与珠光体分解有着本质上的区别，但又有密切的联系；而下贝氏体转变与马氏体相变有密切的联系。从整体上看，上贝氏体具有某些珠光体分解的特征；而下贝氏体则具有马氏体相变的特征。贝氏体在转变机理上、动力学上、组织形貌上都存在明显的过渡性。